《硼酸鈣氧鑭系列晶體的光學性能研究》是依託山東大學，由王正平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：硼酸鈣氧鑭系列晶體的光學性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王正平
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
自倍頻晶體是兼具雷射和非線性光學兩種性能的光功能複合材料。與同時使用雷射晶體和倍頻晶體的雷射器相比，自倍頻雷射器的特點是造價低、體積小、結構簡單、調整方便，因而具有重要的研究和套用價值。近年來，兩類低對稱性多功能晶體，硼酸鈣氧釓（GdCOB）和硼酸鈣氧釔（YCOB），受到人們的普遍關注。2010年我們用Nd:GdCOB獲得了3W的自倍頻綠光，成為該領域內最高功率的輸出，具有良好套用前景。硼酸鈣氧鑭（LaCOB）與GdCOB、YCOB相比，結構相同，非線性係數相近，但摻釹後雷射發射截面更大，因此有望獲得更高的雷射和自倍頻輸出。通過改變組分有望首次實現非臨界自倍頻，這是自倍頻領域內公認的最優配置，是多年來人們不懈追求的目標。本項目擬對LaCOB系列晶體的光學性能進行系統研究，包括線性光學性質、非線性光學性質、雷射性質、自倍頻性質，力爭實現非臨界自倍頻，完成LaCOB系列晶體套用前景的綜合評價。
結題摘要
近年來，稀土硼酸鈣氧晶體作為一類新型的非線性光學材料，受到人們普遍關注。本項目採用熔體提拉法生長了多種LaCOB類晶體，包括LaCOB、Nd:LaCOB、LaxY1-xCOB、Nd:LaxY1-xCOB、LaxGd1-xCOB、Nd:LaxGd1-xCOB、TmCOB、NdCOB、SmCOB，以及新的雷射自倍頻晶體Nd:CTGS。對這些晶體的光學性能進行了較為系統的研究，包括線性光學性質、非線性光學性質、雷射和自倍頻性質等，得到以下重要結果：（1）LaCOB對1064 nm的最佳倍頻方向位於（113.5°，43.8°），相應的有效非線性係數為1.70 pm/V，轉化效率達到55%。（2）用LaCOB、La0.1204Y0.8796COB、La0.1404Y0.8596COB晶體分別實現了鈦寶石雷射（808 nm）非臨界倍頻、Nd:YAG雷射（1064 nm）的非臨界倍頻和三倍頻，轉換效率分別達到45%、48.8%、32.2%。（3）在研究二類倍頻的過程中，用實驗確定出非線性係數d31的符號為負，解決了本領域存在多年的難題。（4）發現此類晶體在摻入La元素後容限角變大、走離角變小，自倍頻性能更佳，用Nd:LaGdCOB和Nd:LaYCOB分別獲得了125 mW和70 mW的自倍頻綠光。本項目實現了預期目標，在晶體生長、基本性能測試、雷射特性研究等方面取得了寶貴經驗，為該類晶體的進一步研究和套用打下了基礎。項目執行期間，共發表論文50篇（已標註本項目號），包括SCI論文43篇（其中影響因子大於10的1篇，在10與3之間的15篇，兩篇論文被選為雜誌外封面重點介紹），EI論文6篇，中文核心論文1篇。獲得發明專利和實用新型專利各1項（已授權），關於ReCOB晶體的研究獲得2015年山東省高等學校優秀科研成果獎（三等）。
